地铁供电系统保护装置探讨

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1、Z电力安全技术第l4卷(2012年第6期)地铁供电系统保护装置探讨汤海(北京地铁供电公司，北京100088)[摘要]描述了地铁直流牵引供电系统中的框架保护和钢轨电位限制装置特性。通过对北京地铁直流牵引供电系统实际情况的研究探讨，分析了框架保护和钢轨电位限制装置在过负荷、第三轨短路故障和直流设备内部短路故障中的动作过程；提出了采用负逻辑控制、内含触发电路双反晶闸管的钢轨电位限制装置可替代框架保护电压元件的保护功能的结论。[关键词]地铁；直流牵引；钢轨电位限制装置；框架保护北京地铁始建于1965-o7-01，采用第三轨与1框架保护与

2、钢轨电位限制装置的特性走行轨共同构成直流牵引供电回路，其中第三轨连接直流牵引供电系统正极，走行轨连接直流牵引供1．1钢轨电位限制装置的特性·电系统负极。因此，第三轨、走行轨以及直流牵引钢轨电位限制装置在直流牵引供电系统中，位供电设备都采取对地(结构地)绝缘方式安装；同于走行轨和结构地之间(见图1)，其内主要短接装时走行轨还要具备承受和传递荷载以及导向的作置是接触器支路和双方晶闸管支路共同组成的并联用，因此走行轨还必须要牢固固定在路基上。电路，是用来短接结构地和走行轨的。由于迷流散走行轨通常采用在走行轨与路基之间加装绝缘布于大地，

3、在走行轨和结构地之间会出现危险的电垫的方式安装。这种安装方法较容易实现，并且能位差(简称轨电位电压)。在地铁车站和停车场内，够满足走行轨对结构地的绝缘要求和牢固强度。一如果钢轨电位限制装置监测到该电压超过整定值时般绝缘垫的厚度为1．5CIFI，故走行轨与建筑结构即动作，将结构地和走行轨短接，使得钢轨电位被地之间的绝缘距离非常小，这使得走行轨对结构地钳制在安全范围内，此时直流牵引供电系统仍能维绝缘水平较易受各方面因素的影响。如地铁列车行持运行；同时钢轨电位限制装置还监测流经自身的进过程中产生的导电粉尘、闸瓦灰、地面的积水、结构地和

4、走行轨的短路电流值。当电流值低于整定堆积的杂物等，均能够降低走行轨与结构地的绝缘值时，钢轨电位限制装置自动将短接装置在设定时水平。一般地铁开通运行一段时间后，走行轨与结间到达后分断，恢复至正常状态；当电流值达到或构地之间的绝缘水平将会逐渐下降，泄漏电流(又高于整定值时，钢轨电位限制装置自动将短接装置称迷流或杂散电流)随之产生。特别是在直流牵引保持在短接状态。供电系统中出现负荷过大、有直流接地故障或短路故障时，走行轨与结构地之间的过渡电阻的过电压现象和走行轨自身电阻的过电压现象将更为明显，并危及人员和设备的安全。电源参数整定目前，

5、地铁直流牵引系统中普遍采用钢轨电位控制指令信号限制装置与直流设备的框架保护共同完成对人员和数据设备的保护。为减少两种保护装置的误动，保证直流牵引供电系统稳定运行和人员与设备的安全，需对以上两种保护装置的参数进行合理整定，从而避免装置误动。图1钢轨电位限制装置(VLD)结构示意一9—第l4卷(2012年第6期)电力安全技术Z钢轨电位限制装置通常提供三段电压保护设框架保护电流元件可以保证切除故障。而与此同时置，由低到高分别是一段动作电压(>)，二段动电压元件也监测到结构地与走行轨之间的电压，当作电压(>>)，三段动作电压(>>>)。

6、当电压大于整定值时，启动时间计数器，在设定时限钢轨电位限制装置监测到走行轨与结构地之间的电到达时动作，并对相应交、直流断路器发出跳闸命压差大于装置>时，接触器合闸，在设定时间令，切除故障。内保持合闸状态，之后恢复成断开状态；当钢轨电位限制装置监测到走行轨与结构地之间的电压差大于>>时，接触器永久合闸，不再恢复成断开状态；当钢轨电位限制装置监测到走行轨与结构地之间的电压差大于>>>时，因接触器的合闸置时间不能够满足消除此电压的时限，由钢轨电位限制装置内部与接触器并联的含触发电路的双反晶闸管回路在1mS内导通，使走行轨与结构地连接，

7、同时接触器也启动合闸，将在100fits内完成合闸。接触器合闸后，晶闸管回路立即断开，而接触器会机地自动闭锁在合闸状态。直至维护人员到现场查看设图2框架保护装置示意备，排除故障，将钢轨电位限制装置复位后，钢轨电位限制装置才返回正常运行状态。2框架保护电压元件与钢轨电位限制装置1．2框架保护的特性的差异当直流开关设备内部正极对柜体发生短路故障时，为保护直流设备的安全，及时清除直流设备内2．1动作后的结果不同的短路故障，框架保护装置动作使对应交、直流断框架保护电压元件一般设置两段保护，当走行路器跳闸，直流牵引供电被中断，故障被迅速切

8、除，轨对结构地的电压值达到框架保护电压元件定值，从而保护供电设备及人员安全。框架保护主要由电并超过预设时间后，框架保护电压元件会报警并跳流、电压两部分元件构成(见图2)。电流元件监测本站所有直流牵引网的直流开关，本站直流牵引系设备外壳与结构地之间的唯一连接电缆中